Der Mensch ist von einem Lebensraum umgeben, von dem wir bestimmte Bestandteile nicht sehen können. Und da es neben Mensch und Tier auch einen Mikrokosmos gibt, der direkt oder indirekt auf die gesamte Umwelt wirkt, gilt es ihn zu erforschen. Die Mikrobiologie ist eine Wissenschaft, deren Methoden und Ziele darauf abzielen, lebende Mikroorganismen, ihre Entwicklungs- und Lebensmuster sowie die Merkmale der Interaktion mit der Natur und direkt mit dem Menschen zu untersuchen.
Der Aufstieg der Mikrobiologie
Als Teil eines Standard-Universitätskurses namens "Mikrobiologie" beinh alten die Vorlesungen Materialien zur Wissenschaftsgeschichte. Darüber hinaus sticht in seiner Entwicklung ein beschreibender Zeitraum hervor, der mit der Erfindung des Mikroskops und der Betrachtung der ersten Bakterien begann. Dann wurden der Wissenschaft allmählich neue Organismen offenbart, und ihre Bedeutung wurde für den Menschen verständlicher. Gleichzeitig wurden weitere Krankheitserreger entdeckt, die menschliche Krankheiten verursachen.
Zeitraum von1880 bis 1890, das als „goldenes Zeit alter“der Mikrobiologie gilt, geprägt von den damals größten Entdeckungen. Und das Verdienst von Robert Koch (Bild unten), der Methoden zur Isolierung von Mikroben aus Herden entwickelt hat, kann nicht ignoriert werden. Anschließend wurden bereits andere Verfahren zum Nachweis von Mikroorganismen entwickelt. Ihre Eigenschaften und Rolle in Biozönosen sowie im menschlichen Leben wurden genauer untersucht.
Der Beitrag der Wissenschaftler zur Entwicklung der Wissenschaft
Der erste Wissenschaftler, der versuchte, die Organismen der Mikrowelt zu systematisieren, war Otto Friedrich Müller. Er identifizierte 379 verschiedene Arten von Mikroorganismen. Er ordnete sie bestimmten Klassen zu. Mikrobiologie, Hygiene und Epidemiologie waren noch nicht in die Praxis eingeführt worden, und Mikroben wurden bereits als separate Organismen verstanden, die in einer für das menschliche Auge unzugänglichen Welt leben.
Die Studien von Louis Pasteur und Robert Koch halfen, diese Welt zu erkennen und mehr über sie zu erfahren. Letzterer war in der Lage, die Prinzipien zur Isolierung von Mikroorganismen aus dem von Kranken entnommenen Testmaterial zu entwickeln, und Pasteur (zusammen mit Koch) schloss daraus, dass Mikroben die Erreger von Infektionskrankheiten sind. Übrigens, zu einer Zeit, als Infektionen den größten Beitrag zur Gesamtinzidenz leisteten, war die Rolle dieser Studien sehr wichtig.
Schon danach tauchen viele neue Namen in der Wissenschaftsgeschichte auf. So hat sich die Mikrobiologie entwickelt. Wissenschaftler leisteten einen großen Beitrag zu dieser großen Sache und verherrlichten ihre Namen. Als Beispiel können wir Forscher wie M. V. Beijerink, S. N. Vinogradsky, G. Kh. Gram, I. I. Mechnikov, D. I. Ivanovsky, L. S. Tsenkovsky, E. A. Bering, Z. A. Waksman, A. Calmette, R. F. Peyton und andere. Natürlich ist dies keine vollständige Liste der Koryphäen der Wissenschaft, und noch mehr konnten wir im Rahmen des Artikels nicht alle ihre Vorzüge beschreiben. Ein Kurs namens "Mikrobiologie" (Vorlesungen und praktische Übungen) untersucht im Detail viele der Forschungsergebnisse dieser Wissenschaftler.
Entwicklungsgebiete der Mikrobiologie
Im gegenwärtigen Entwicklungsstadium jeder Wissenschaft werden die Forschungsmethoden verbessert, was bedeutet, dass es Möglichkeiten für eine vollständigere Untersuchung bestimmter Mikroorganismen und ihrer Eigenschaften gibt. Infolgedessen werden Entdeckungen gemacht, die es ermöglichen, das Wissen über Mikroben indirekt oder direkt in jeder Branche anzuwenden. Aus diesem Grund ist die Mikrobiologie nicht nur ein theoretisches Wissensgebiet. Das ist eine Wissenschaft mit einigen Zweigen:
- Allgemeine Mikrobiologie;
- Medizin (Mykologie, Bakteriologie, Virologie, Protozoologie);
- Tierarzt;
- industriell;
- landwirtschaftlich;
- Zweig der Sanitärmikrobiologie;
- aquatische Mikrobiologie.
Medizinische Mikrobiologie ist eine vollständige Wissenschaft, einschließlich Mykologie, Bakteriologie, Protozoologie, Virologie, Hygiene und Immunologie. Es wurden Methoden entwickelt, um Erreger von Infektionskrankheiten zu identifizieren und mit wirksamen Medikamenten zu behandeln, um Krankheiten zu verhindern, die zuvor zu Pandemien mit enormen Sterblichkeitsraten geführt haben.
Die Immunologie hat sich aufgrund der Komplexität der biochemischen Prozesse der Immunität von der Mikrobiologie fast zu einer eigenen Wissenschaft verzweigt. Heute wird sie mit Onkologie und Allergologie kombiniert. Gleichzeitig sind andere Zweige der Mikrobiologie nicht weniger wichtig: Sie erlauben uns, die Aussichten für die gentechnische Nutzung von Mikroben zu bewerten, die Entwicklung des Klimas und der Biozönosen des Ozeans und des Landes aufzuzeigen. Wichtig ist auch der potenzielle Einsatz von Mikroorganismen in der Landwirtschaft zur Bekämpfung von Schädlingen oder zur Steigerung der Ernteerträge.
Ziele der Mikrobiologie
Jeder einzelne Zweig der Mikrobiologie hat seine eigenen Ziele und Methoden, mit denen sie erreicht werden können. Die medizinische Mikrobiologie zielt insbesondere darauf ab, die größtmögliche Anzahl pathogener und opportunistischer Mikroorganismen, ihre Interaktion mit dem menschlichen Körper sowie mögliche Wege, dem Kontakt mit Infektionen entgegenzuwirken und sie zu behandeln, zu untersuchen.
Verbesserung der mikrobiellen Diagnostik, Eliminierung von Herden pathogener Mikroflora in der Biosphäre sowie Impfprophylaxe ergänzen die Methoden der medizinischen Mikrobiologie. Gleichzeitig ist eine vollständige Eliminierung von Erregern von Infektionskrankheiten aufgrund fehlender Finanzierung und aufgrund der möglichen Gefahr von Prozessstörungen in Biozönosen noch nicht möglich. Allerdings können Hygiene und Hygiene, Mikrobiologie und Immunologie die Zahl solcher Pathologien und ihrer Komplikationen schon heute deutlich reduzieren.
Industrielle Mikrobiologie zielt darauf ab, die Eigenschaften von Mikroben zu untersuchen, die dies könnengelten in verschiedenen Produktionsstufen. Die vielversprechendsten Bereiche solcher wissenschaftlicher Entwicklungen sind insbesondere die Verwendung von Bakterien zur Zersetzung von Industrieabfällen. In der landwirtschaftlichen Mikrobiologie ist das Ziel die potenzielle Anwendung winziger Organismen zur Steigerung der Ernteerträge und möglicherweise zur Bekämpfung von Schädlingen und Unkräutern.
Veterinärmikrobiologie untersucht wie die medizinische Mikrobiologie Krankheitserreger bei Tieren. Methoden zur Erkennung von Krankheiten, deren Diagnose und Behandlung sind bei unseren kleineren Freunden genauso relevant wie beim Menschen. Die aquatische Mikrobiologie befasst sich mit der Erforschung der Zusammensetzung von Mikroorganismen in den Ozeanen mit dem Ziel, Erkenntnisse zu systematisieren und deren potenzielle Anwendung in Industrie oder Landwirtschaft zu ermöglichen.
Hygienemikrobiologie untersucht Lebensmittel und erkennt Mikroben darin. Ihr Ziel bleibt die Verbesserung der Methoden, mit denen Chargen von Lebensmitteln getestet werden können. Die zweite Aufgabe besteht darin, Epidemien von Infektionskrankheiten entgegenzuwirken und die Bedingungen für den Aufenth alt von Menschen in verschiedenen Einrichtungen zu optimieren, die aus Sicht der Epidemie von Kontaktinfektionen gefährlich sind.
Allgemeine Mikrobiologie
Allgemeine Mikrobiologie ist eine Wissenschaft, mit deren Methoden Sie beliebige Mikroorganismen in verschiedenen Lebensräumen untersuchen können. Es ist die Basisindustrie, die die daraus resultierenden Informationen für die industrielle, landwirtschaftliche, veterinärmedizinische und medizinische Mikrobiologie bereitstellt. Sie untersucht Bakterien und ihre Familien, die Fähigkeit von Mikroorganismen, auf verschiedenen Nährmedien zu wachsen, die Besiedlungsmuster bestimmter KlimazonenZonen.
Gendrift ist auch eines der Hauptinteressen von Bakteriologen, da Bakterien durch diesen Mechanismus in kurzer Zeit neue Fähigkeiten erwerben können. Eine der unerwünschtesten ist die Antibiotikaresistenz. Das Auftreten neuer Bakterienstämme, die gegen ein bestimmtes antimikrobielles Medikament resistent sind, erschwert die Aufgaben der medizinischen Mikrobiologie erheblich.
Aber das ist noch nicht alles. Allgemeine Mikrobiologie ist die Wissenschaft von Viren, Pilzen und Protozoen. Dies ist auch die Doktrin der Immunität. Entsprechend bestimmten Interessen wurden auch getrennte Wissenschaftszweige unterschieden: Virologie, Mykologie, Protozoologie, Immunologie. Neue Daten, die während der Untersuchung von Bakterienstämmen, Pilzen und Viren gewonnen wurden, werden in jedem anderen Zweig der Mikrobiologie angewendet und sind von einiger Bedeutung.
Bakteriologie
Das Reich der Bakterien gilt als das zahlreichste unter allen anderen, die von der Mikrobiologie untersucht werden. Aus diesem Grund sind Themen zur Bakterienforschung am engsten. Um einen bestimmten Organismus einer Art zuzuordnen, bedarf es einer gründlichen Untersuchung seiner Morphologie und biochemischen Prozesse. Beispielsweise vergären viele Bakterien der Darmgruppe Glukose und werden anhand dieses Kriteriums einer bestimmten Gruppe zugeordnet.
Aus einer bestimmten Organismengemeinschaft wird ein Stamm weiter isoliert - eine reine Bakterienkultur. Alle seine Individuen werden durch das gleiche genetische Material gekennzeichnet sein, das gleiche wie das anderer Mitglieder der gleichen Art. Und was am wichtigsten ist, all diese Bakterien werden es tunsich innerhalb der in diesem Umfeld lebenden Bevölkerung in gleicher Weise verh alten. Unter anderen Bedingungen mutiert und passt sich dieselbe Kultur frei an, weshalb ein neuer Stamm gebildet wird. Es kann sich in einem anderen Satz von Enzymen und Virulenzfaktoren unterscheiden. Daher wird seine Fähigkeit, Krankheiten zu verursachen, anders sein.
Virologie
Von allen lebenden Organismen sind Viren die atypischsten. Sie sind defekt, stoffwechselunfähig und haben zur Fortpflanzung die Taktik des Parasitismus gewählt. Es ist wichtig, dass dies auch die erstaunlichsten Krankheitserreger aller mikrobiologischen (virologischen) Studien sind. Die Immunologie befasst sich auch mit der Erforschung von Viren, da viele von ihnen das Immunsystem unterdrücken und Krebs verursachen können.
Viren sind sehr einfache Organismen mit noch nicht vollständig verstandenen Funktionsmechanismen. Sie können keine Nährstoffe verstoffwechseln, bleiben aber am Leben. Da sie keine Strukturen haben, die für das Leben verantwortlich sind, existieren sie immer noch. Darüber hinaus kann ein Virus als genetisches Material mit Mechanismen betrachtet werden, um es in Zellen einzuschleusen, wo die Reproduktion stattfinden wird.
Es liegt auf der Hand, dass dieser Mechanismus der Einschleusung und Vermehrung so "designt" ist, dass alle denkbaren Schutzbarrieren der Zelle umgangen werden. Ein Beispiel ist das HIV-Virus, das trotz des starken Schutzes des Immunsystems eine Person leicht und einfach infiziert und zu einer Immunschwäche führt. Daher sollten sich Mikrobiologie und Immunologie gemeinsam mit diesem Problem auseinandersetzen und nach Wegen suchen, es zu lösen. SONDERNDa Viren aufgrund der erstaunlichen Mutationsrate leistungsfähiger werden, müssen so schnell wie möglich Mechanismen zur Bekämpfung dieser Krankheitserreger entwickelt werden.
Mykologie
Mykologie ist der Zweig der allgemeinen Mikrobiologie, der Schimmelpilze untersucht. Diese Organismen neigen dazu, Krankheiten bei Menschen, Tieren und Nutzpflanzen zu verursachen. Schimmelpilze verderben Lebensmittel und sind aufgrund ihrer Sporenbildung praktisch unverwundbar. Obwohl sie eine kleine Anzahl von Virulenzfaktoren haben und sich eher langsam vermehren, ist ihr Beitrag zur Gesamtinzidenz gering.
Pilze sind nach wie vor die am besten angepassten Organismen, um unter den extremsten Bedingungen an Land zu leben. Sie leben selten unter Wasser, gedeihen aber bei mittlerer bis hoher Luftfeuchtigkeit. Und bemerkenswerterweise wachsen Pilze auf den Rümpfen von Raumfahrzeugen in erdnahen Umlaufbahnen und bewohnten auch den Rumpf des beschädigten Reaktors des Kernkraftwerks Tschernobyl. Angesichts der enormen Widerstandsfähigkeit gegenüber diesen mikrobiellen Kontrollfaktoren müssen Lebensmittelmikrobiologie und Hygiene aktiver entwickelt werden. Dies sollte durch die Entwicklung der Mykologie und anderer Zweige der allgemeinen Mikrobiologie erleichtert werden.
Protozoologie
Die Mikrobiologie untersucht auch Protozoen. Dies sind einzellige Organismen, die sich von Bakterien durch ihre größere Größe und das Vorhandensein eines Zellkerns unterscheiden. Aufgrund ihrer Anwesenheit sind sie besser an stationäre Umweltbedingungen angepasst. Umgebung, anstatt sich dynamisch zu verändern. Sie können jedoch nicht weniger Krankheiten verursachen als andere.
Nach einer Statistik der WHO sind rund ein Viertel aller Krankheitsfälle auf Malaria zurückzuführen. Es ist zwar unmöglich, vollständig damit fertig zu werden, da es mehrere Arten von Plasmodium gibt. Dies bedeutet, dass die Bedeutung der weiteren Untersuchung aller Protisten im Allgemeinen und Plasmodium im Besonderen sehr groß ist.
Immunologie
Im Forschungsinstitut für Mikrobiologie der UdSSR wurden viele Studien des menschlichen Immunsystems durchgeführt. Die Entwicklungen an ihnen sind noch schwer therapeutisch anwendbar, aber für die Diagnose sind sie mittlerweile unverzichtbar. Wir sprechen über die serologische Diagnose einer Reihe von Infektionskrankheiten. Es ist die Mikrobiologie, die die klinische Medizin dem Vorhandensein einer so wertvollen diagnostischen Methode in ihrem Arsenal verdankt.
Es ist wichtig, dass alle Abteilungen der Epidemiologie und Mikrobiologie das Konzept der Immunität irgendwie beeinflussen. Und beide Disziplinen machen intensiven Gebrauch von Impfstoffen. Ihre Entwicklung ist auch das Ergebnis der wissenschaftlichen Arbeit von Immunologen und Mikrobiologen. Sie sind die wirksamsten vorbeugenden Maßnahmen, um die Wahrscheinlichkeit einer Infektion durch Kontakt mit einem pathogenen viralen oder bakteriellen Erreger zu begrenzen (und in einigen Fällen sogar zu beseitigen). Derzeit werden Impfstoffe gegen HIV und krebserregende Viren entwickelt.
Methodik der Mikrobiologie
Einen bestimmten Mikroorganismus zu untersuchen bedeutet, die Merkmale seiner Morphologie zu bestimmen, die Vollständigkeit der biochemischen Reaktionen zu beurteilen, zu denen er fähig ist, seine RNA zu erkennen,einem bestimmten Königreich zuordnen und den Stamm benennen. Dies ist die Menge an Arbeit, die beim Öffnen einer neuen Ernte erledigt werden muss. Wenn die Mikrobe bereits bekannt ist (bestimmt durch die Eigenschaften der Fermentation von Nährbodensubstraten oder durch die Zellwand), muss sie einem bestimmten Stamm zugeordnet werden. Jede dieser Aufgaben erfordert standardisierte Methoden und bestimmte Ausrüstung.
Medizinische Mikrobiologie hat auch ihre eigenen Aufgaben: den Erreger einer Krankheit in biologischen Flüssigkeiten und Geweben zu finden, die Ziele für virulente Infektionen sind, das Vorhandensein eines Krankheitserregers anhand serologischer Marker zu identifizieren, die Empfindlichkeit einer Person zu bestimmen bestimmte Krankheiten. Diese Aufgaben werden durch mikrobiologische, mikroskopische, biologische, serologische und allergische Methoden gelöst.
In dem Lehrbuch "Mikrobiologie" beschreibt Vorobyov A. V., dass die Mikroskopie eine grundlegende, aber nicht die Hauptmethode zur Untersuchung der Mikrobe ist. Es kann hell, elektronisch, Phasenkontrast, Dunkelfeld und fluoreszierend sein. Der Autor weist auch darauf hin, dass die Kultur als die wichtigste mikrobiologische Methode angesehen wird, die es ermöglicht, eine Kolonie von Mikroben zu züchten, die in den biologischen Flüssigkeiten und Medien des Patienten gefunden werden.
Kulturelle Methoden können virologisch und bakteriologisch sein. Am häufigsten erfordert die Forschung Blut, Urin, Speichel, Sputum, Liquor cerebrospinalis. Aus ihnen können Sie den Organismus isolieren und auf einem Nährmedium aussäen. Dies ist für die Diagnose notwendig, da die Konzentration von Mikroben im biologischen Material sehr gering ist undMit der Kulturmethode können Sie das Volumen der pathogenen Flora erhöhen.
Im Lehrbuch der Disziplin "Mikrobiologie" beschreibt Vorobyov A. V. mit Co-Autoren die biologischen Methoden zur Untersuchung von Mikroben. Sie basieren auf der Isolierung spezifischer Toxine, die entweder für eine Gruppe von Bakterienarten oder nur für einen Stamm charakteristisch sind. Allergische Methoden werden mit der Eigenschaft bakterieller Toxine in Verbindung gebracht, bei einer Infektion im Makroorganismus Allergien (oder Sensibilisierungen) auszulösen. Ein Beispiel ist der Mantoux-Test. Serologische Methoden wiederum sind Reaktionen mit spezifischen Antikörpern und Antigenen von Bakterien. Auf diese Weise können Sie das Vorhandensein einer Mikrobe in einem Gewebe oder flüssigen Material, das einem Patienten entnommen wurde, schnell und genau bestimmen.
Große Fortschritte in der medizinischen Mikrobiologie
Mikrobiologie ist eine wichtige Wissenschaft für die praktische Medizin, die in ihrer kurzen Existenz unzählige Leben gerettet hat. Das aufschlussreichste Beispiel ist die Entdeckung von Mikroben, die für Infektionskrankheiten verantwortlich sind. Dadurch konnte das erste Antibiotikum gewonnen werden. Dank ihm konnten unzählige Soldaten vor einer Wundinfektion gerettet werden.
In der Folge breitete sich der Einsatz von Antibiotika aus, was heute komplexe Operationen ermöglicht. Wenn man bedenkt, dass viele Infektionen ohne den Einsatz von Antibiotika nicht geheilt werden können, stellt ihre Anwesenheit einfach alle Medikamente auf den Kopf und ermöglicht es, viele Leben zu retten. Diese Leistung ist der Impfprophylaxe gleichgestellt, die ebenfalls erlaubt istviele Patienten vor dem Poliovirus, Hepatitis B und Pocken retten. Und jetzt werden immunologische Methoden entwickelt, um Krebs zu bekämpfen.
